Hydroxylapatit

Hydroxylapatit
Obecné
Kategorie	Minerál
Chemický vzorec	Ca5(PO4)3(OH)
Identifikace
Barva	bezbarvý, bílý, šedý, žlutý, zelenavý, hnědý
Soustava	hexagonální
Tvrdost	5 (referenční minerál)
Lesk	matný
Vryp	bílý
Hustota	3,08 g/cm³
Rozpustnost	rozpustný v HCl
Ostatní	Bodová grupa 6/m

Hydroxylapatit, často nazývaný hydroxyapatit (zkratka HA resp. HAp), je minerál a jeden z nejvýznamnějších biokeramických materiálů. Jde o přirozenou formu vápníku a fosforu resp. apatitu se vzorcem Ca₅(PO₄)₃(OH) resp. Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ pro naznačení, že krystalová jednotka obsahuje dvě molekuly. Čistý hydroxylapatitový prášek je bílý. V přírodě se vyskytující apatity však mají též hnědý, žlutý či zelený nádech. Hydroxylapatit je hlavní neorganickou složkou kostí a zubů.

Medicínské užití

Tato látka se využívaná v lékařství je horkým favoritem při přípravě materiálu vhodného pro ortopedické implantáty. HA má bioaktivní, biokompatibilní a non biodegradabilní vlastnosti. Možné jsou kostní a kloubní náhrady či zubní aplikace, používá se také jako katalyzátor v organických syntézách nebo při čištění vody (odstraňování těžkých kovů).

Hydroxylapatit kombinovaný s polymerními materiály (např. kolagen) prokazuje na makroskopické i na mikroskopické úrovni strukturu podobnou kostem. V pokročilých technologických postupech se v současností ve světě připravují a testují nanočástečky hydroxylapatitu kombinované technikou stereolitografie s několika vrstvami polymerových materiálů.

Příprava

Základní reakce je:

10 CaSO₄·0,5H₂O + 6 (NH₄)₂HPO₄ → Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂+6(NH₄)₂SO₄ + 4 H₂SO₄ + 3 H₂O

Obvykle je hydroxylapatit připravován „mokrou cestou“, často pomocí sol-gel nebo hydrotermální metody. Jejich nevýhody jsou však: nutná kontrola velkého množství parametrů, dlouhá doba reakce a různý tvar částic.

Jedna z možných dalších cest je příprava hydroxylapatitu mikrovlnnou-hydrotermální syntézou, kterou lze schematicky shrnout následovně:

1. Směs výchozích látek - CaSO₄·0,5H₂O (Aldrich, 98%), roztok (NH₄)₂HPO₄ + přídavek NH₄OH
2. Syntéza v mikrovlnné troubě
3. Filtrace a promytí prášku
4. Sušení (2h/80 °C).

Externí odkazy

• příprava hydroxylapatitu mikrovlnnou-hydrotermální syntézou - ppt
• Nanotrubky
• Nanotechnologie
• hydroxyapatite.com - en
• Material overview - en
• International Mineralogical Association- en
• HA on webmineral.com - en
• HA on mindat.org - en
• Data from CAMD - Center for Advanced Microstructures and Devices, Louisiana State University - en

Reference

• Wopenka, B. and J.D. Pasteris, A mineralogical perspective on the apatite in bone. Materials Science and Engineering: C. 25(2): 131, 2005